ENSAYO DE FLEXION A TRES PUNTOS EN MADERA

MARTINEZ PADILLA KEIMER ALONSO

Director del proyecto: Ing. Demstenes Durango

Universidad de Crdoba

Montera-crdoba

RESUMEN

Para demostrar la fiabilidad de un material es necesario Analizar el comportamiento y determinar la resistencia a la fractura de un material , para esto se realizan mltiples tipos de ensayos entre estos se encuentra el ensayo de flexin el cual se realiza sometiendo a las fibras de la probeta a una fuerza perpendicular a la cara tangencial longitudinal exterior y la determinacin del esfuerzo ltimo en flexin se realiza incrementando gradualmente la fuerza a la probeta, hasta destruirla; Todo esto con el fin de revisar las condiciones de uso, la resistencia mxima y el comportamiento ante el colapso de determinado material en prueba.

Palabras claves

Resistencia a la flexin, Deformacin por flexin, Modulo de elasticidad.

ABSTRACT

To demonstrate the reliability of a material is necessary to analyze the behavior and

determine the fracture toughness of a material, this is done for multiple types of tests among

these is the bending test which is performed by subjecting the fibers o.f the specimen a force

perpendicular to the longitudinal tangential outer face and determination of ultimate stress in

bending is done by gradually increasing force to the specimen, to destroy it, all this in order to

review the conditions of use, the maximum strength and performance under the collapse of

certain material under test.

Keywords

Flexural strength, flexural strain, modulus of elasticity.

1. INTRODUCCION

En ingeniera se denomina flexin al tipo

de deformacin que presenta un elemento

estructural alargado en una direccin

perpendicular a su eje longitudinal. Por

ello, el concepto de flexin se extiende a

elementos estructurales superficiales ya

sea placas o lminas. El esfuerzo de flexin

puro o simple se obtiene cuando se aplican

sobre un cuerpo pares de fuerza

perpendiculares a su eje longitudinal, de

modo que provoquen el giro de las

secciones transversales con respecto a los

inmediatos.

2. OBJETIVOS 2.1 GENERALES. Determinar una curva carga-

desplazamiento del ensayo de flexin.

Establecer la distribucin de deformaciones y de tensiones de un material (madera) al estar sometido a flexin

2.2 ESPECFICO

Reconocer y determinar de manera prctica las distintas propiedades mecnicas de los materiales (maderas) sometidos a esfuerzos de flexin.

3. TEORA RELACIONADA

3.1 ENSAYO DE FLEXIN Es un en ensayo que para determinar las propiedades de los materiales frgiles en tensin. En este ensayo se presentan fenmenos tales como mdulo de elasticidad y una resistencia a la flexin. El ensayo de flexin se basa en la aplicacin de una fuerza al centro de una barra

soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga esttica o aplicada lentamente. Normalmente se usa para materiales frgiles 3.1.1 MODULO DE ELASTICIDAD O MODULO DE YOUNG Es la pendiente de la parte lineal de la curva esfuerzo-deformacin en la regin elstica. Es una medida de la rigidez de un material; depende de la fuerza de los enlaces interatmicos y de la composicin, y no depende mucho de La microestructura. 3.1.2 TENSIN A LA FRACTURA En este ensayo de flexin, se denomina mdulo de rotura, o resistencia a la flexin, un parmetro mecnico importante para los materiales frgiles. La tensin se calcula a partir del espesor de la probeta, el momento de flexin y el momento de inercia de la seccin. 3.1.3 RESISTENCIA A LA FLEXIN Esfuerzo necesario para romper un espcimen en un ensayo de flexin. Tambin se le conoce como mdulo de ruptura.

Donde F es la carga a la fractura, L la distancia entre los dos puntos de apoyo, w es el ancho de La probeta, y h es su altura 3.2.1 LOS ENSAYOS DE FLEXIN DINMICA EN TRES PUNTOS Es una prctica ampliamente usada para la determinacin de la tenacidad de fractura dinmica de materiales frgiles. Durante estos ensayos la deformacin de la probeta est causada por las reacciones en los

apoyos y por la fuerza aplicada.

3.2.2 DEFORMACIN POR FLEXIN El comportamiento de cualquier barra deformable sometida a un momento flexionante es al que el material en la posicin inferior de la barra se alarga y el material en la porcin superior se comprime. En consecuencia, entre esas dos regiones existe una superficie neutra, en la que las fibras longitudinales del material no experimentan un cambio de longitud. Adems, todas las secciones transversales permanecen planas y perpendiculares al eje longitudinal durante la deformacin.

3.2. DIAGRAMAS DE CORTANTE Y MOMENTO Debido a las cargas aplicadas (P), la barra desarrolla una fuerza cortante (V) y un momento flexionarte (M) internos que, en general, varan de punto a punto a lo largo del eje se la barra. Se determina la fuerza cortante mxima y el momento flexionante mximo expresando V y M como funciones de la posicin L a lo largo del eje de la

barra. Esas funciones se trazan y representan por medio de diagramas llamados diagramas de cortante y momento. Los valores mximos de V y M pueden obtenerse de esas grficas.

3.3. PROBETAS Las probetas deben ser paraleleppedos de 50x50x760 mm medidos con una precisin de 0.3%, y recortados en la forma mostrada en las figuras, con el propsito de producir un plano de falla por cizalle de 50x50 mm. No deben presentar fallas ni defectos. La probeta debe tener su eje longitudinal paralelo a la direccin de la fibra con dos de caras opuestas paralelas a los anillos de crecimiento.

3.4. DESCRIPCIN DEL ENSAYO El ensayo consistente en someter las probetas, apoyadas libremente por los Extremos, a una carga aplicada en el centro o dos iguales aplicadas a la Misma distancia de los apoyos. Los apoyos son generalmente un par de rodillos con una separacin L entre Ambos; donde: L 20d, siendo d el dimetro de la probeta. Conforme se aplica

la carga sobre la probeta, esta experimenta una deformacin que se manifiesta como pandeo, el eje neutro de la viga se desplaza una distancia conocida como deflexin. Deben registrarse tanto las cargas aplicadas como los cambios en la deflexin debidos a esas cargas. Una vez hecho esto, se calculan los momentos flexionantes y se determinan los esfuerzos. Los esfuerzos longitudinales en las probetas de flexin son a traccin en las caras inferiores de apoyo, y a compresin en las caras superiores de aplicacin de la carga. 4. DISPOSITIVO DE APOYO Y CARGA

PARA EL ENSAYO DE MADERA SEGN ASTM D143

5. EL ESTNDAR RECOMIENDA PARA LOS ENSAYOS DE MADERA LA SIGUIENTE METODOLOGIA

5.1. METODOLOGA EXPERIMENTAL

Primeramente debemos de tener nuestra probeta normalizada segn la normatividad bajo la cual se debe ensayar el material como lo es las normas NMX y ASTM

Se debe encender la maquina universal, dejndola encendida por lo menos un tiempo de 30 minutos, para que la maquina se caliente y bombe

aceite hacia el cabezal superior Maquina Universal

Se debe obtener la carga mxima a aplicar

Selecciona la escala a utilizar en la maquina universal

Se debe medir las dimensiones de la probeta como son: el espesor, ancho de las Cabeceras, la seccin transversal, la

longitud total de la probeta y la

seccin calibrada, e introduzca los

datos a la maquina Touch screan.

Tomando como base el espesor y

longitud se secciona los tres puntos de

apoyo

Coloque la probeta entre las

mordazas, verificando que quede bien

centrada y bien colocada, para que no

resbale

se debe ajustar la aguja de carga y el indicador de deformacin a cero si es hidrulica la mquina, si es computarizada de debe ajustar el indicador de deformacin, carga a cero.

se debe abrir la vlvula de carga de la mquina para iniciar el ensayo

si es analgica se deben registrar los datos de carga y deformacin a intervalos de Cada milmetro, si es computarizada el

software recabara los datos en los

intervalos de tiempo indicados.

una vez fracturada la probeta, se debe

cerrar la vlvula de carga, y se debe

registrar la carga mxima indicada por

la mquina, ya sea por aguja de

arrastre o touch screan que detendr

la maquina de forma automtica.

Probeta fracturada

abra la vlvula de descarga y cuando

el indicador de deformacin llegu a

cero cirrela.

se retira la probeta rota, y las

mordazas de la maquina universal

grafique los valores de carga y

deformacin registrados, si es

computarizada indique que desea ver

la grfica del ensayo.

6. BIBLIOGRAFA

ASKELAND, Donal R., Ciencia e

Ingeniera de los Materiales, Thomson Editores. Mxico, 1998.

William F. Smith. Tercera edicin.

Fundamentos de la ciencia e ingeniera de materiales.

William D. Callister Jr. Editorial Reverte S.A. Introduccin a la

ciencia e ingeniera de materiales.